La 365 GT 2+2 fu presentata al Salone di Parigi del 1967 ed occupò il posto del modello 330 GT 2+2. Rimase in produzione per poco più di tre anni, fino ai primi mesi del 1971. La carrozzeria era stata disegnata da Pininfarina e le vetture erano costruite dalla Casa di Grugliasco, che si occupava anche della loro finitura. In seguito i veicoli erano spediti a Maranello, dove si provvedeva ad installare la parte meccanica.

Il frontale del nuovo modello assomigliava a quello della 365 California anche se i paraurti angolari, specifici per questo veicolo, erano più consistenti ed incorporavano i gruppi dedicati alle luci di posizione ed agli indicatori di direzione. Erano poi presenti degli sfoghi per l’aria del vano motore, realizzati in plastica nera e posti ai lati del cofano anteriore.

Il profilo a cinque luci dell’abitacolo era più lungo di quello della vettura precedente, la 330 GT 2+2, ed aveva una linea più lunga ed inclinata nella parte posteriore che incorporava il lunotto, seguito da un cofano bagagli virtualmente piatto che terminava in una coda tronca.

Il pannello della coda era dotato di una coppia di gruppi ottici posteriori di forma rettangolare, ed in ognuna di queste trovavano posto le tre lenti circolari delle luci. Sotto di esse era presente un paraurti cromato che copriva tutta la larghezza della coda.

Anche se la 365 GT 2+2 condivideva il passo della 330 GT 2+2, la sua larghezza era maggiore e pur apparendo bassa ed elegante sembrava più imponente, a causa dei maggiori sbalzi anteriore e posteriore che ne aumentavano la lunghezza di oltre 130mm. Inizialmente fu equipaggiata con delle ruote in lega a dieci fori che erano già state adottate per la seconda serie del modello 330 GT 2+2, in seguito furono scelte delle ruote a cinque razze che avevano la forma di una stella.

Nel corso dell’intera produzione, rimasero disponibili come optional le ruote a raggi della Borrani. Contemporaneamente all’avvento delle nuove ruote in lega, furono abbandonate le coperture in plexiglas dei gruppi ottici anteriori ma la posizione dei fari, profondamente inseriti nei parafanghi, rimase inalterata.

I corpi vettura erano montati su un telaio avente un passo di 2650mm che aveva numero di riferimento interno 591. Furono tutti identificati dalla numerazione in cifra dispari, tipica delle vetture stradali, e furono costruiti sulle medesime linee di montaggio che avevano visto nascere il modello precedente. La struttura vantava dei grandi tubi principali di sezione ovale, consistenti bracci incrociati di rinforzo e sotto-telai saldati al telaio principale che avevano la funzione di sostenere la carrozzeria ed i vari equipaggiamenti. Una nuova innovazione presente su questo modello fu rappresentata dalla sospensione posteriore indipendente ed autolivellante, che manteneva costante l’altezza da terra del veicolo indipendentemente dal carico. Fu anche la prima Ferrari di serie prodotta in numeri consistenti ad essere dotata di servosterzo come normale equipaggiamento, ed era disponibile sia con la guida a sinistra sia con la guida a destra.

Il motore V12 da 4,4 litri aveva un singolo albero a camme in testa per bancata di cilindri, il suo numero di riferimento interno era 245. La cilindrata totale raggiungeva i 4930cc con un alesaggio di 81mm ed una corsa pari a 71mm, le candele d’accensione erano situate all’esterno della “V” formata dalle testate. Era dotato di un sistema d’accensione con doppie bobine e distributori, montati nella parte posteriore, e la potenza dichiarata raggiungeva i 320 cavalli. Il propulsore era abbinato ad un cambio a cinque velocità interamente sincronizzato, con trasmissione finale ad albero che raggiungeva il differenziale, da cui si dipartiva la coppia di semiassi che trasmetteva il moto alle ruote, dotate di sospensioni indipendenti.